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IIUSB接口在单片机通信中的设计应用[摘要]51系列芯片的串口通信速率较低,会在其串口通信中形成一个速度瓶颈。通用串行总线(USB)作为一种新的微机总线接口规范,具有便捷、易扩展、低成本、低干扰等特点,非常适合作为主机和外设之间的通信接口。本文介绍了一种比较简单方便设计USB设备的方法,设计采用51单片机和USB接口芯片组成的单片机最小系统来实现一个完整的USB设备,大大提高了通信速率。在设计中,采用的控制器是51单片机AT89S52,USB电气接口则是PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。单片机控制器作为下位机,通过USB电气接口芯片和USB总线与PC机交换数据,并实现USB设备的逻辑功能。系统开发的最终硬件成果是一个带有USB接口的设备,通过USB电缆与PC机相连接,能够实现主机对设备的列举,以及和PC机交换数据,并实现其扩展功能。[关键词]USB;单片机系统;PDIUSBD12;AT89S52;接口技术IIIUSBinterfaceinthedesignofcommunication[Abstract]Thecommunicationrateoftheseries51chipisloweranditformsatarebottleneckinserialcommunication.ThispaperintroducedasimpleandconvenientmethodtodesignaUSBapparatus,thatistosay,torealizeanintactUSBapparatuswithaminimumsystemofsingle-chipcomputerthatmadeof51single-chipcomputerandUSBinterface,thecircuitgreatlyimprovescommunicationrate.Inthissystem,Iadopted51one-chipcomputersAT89S52asitscontroller,thechipPDIUSBD12ofPHILIPSCompanyasitselectricinterface.Theone-chipcomputerasthenextmachine,exchangesthedatawiththePC,throughtheUSBbusandUSBelectricinterfacechip,anditrealizesthelogicfunctionofUSBapparatus.ItcanexchangedatawithPC,andrealizeitsexpandingfunction,throughconnectingwithPC.[Keywords]single-chipcomputersystem;interfacetechnology;PDIUSBD12;AT89S52;USBIV目录0引言------------------------------------------------------------------10.1选题现状、研究意义以及发展趋势-----------------------------------10.2系统实现功能-----------------------------------------------------21USB技术---------------------------------------------------------------41.1USB总线概述------------------------------------------------------41.1.1USB总线简介--------------------------------------------------41.2.2USB总线的优点------------------------------------------------41.2USB协议简介------------------------------------------------------51.2.1USB物理体系结构----------------------------------------------51.2.2USB设备逻辑结构----------------------------------------------61.2.3USB传输类型--------------------------------------------------81.2.4USB低层通信协议----------------------------------------------81.3USB接口技术-----------------------------------------------------102系统硬件电路设计-----------------------------------------------------112.1设备电路系统概述------------------------------------------------112.251系列单片机最小系统--------------------------------------------112.2.1AT89S52单片机的介绍和选用-----------------------------------112.2.2AT89S52与PDIUSBD12构建的最小系统---------------------------152.2.3AT89S52和外围器件-------------------------------------------162.3PDIUSBD12外围电路及其与单片机的连接设计-------------------------172.3.1PDIUSBD12介绍-----------------------------------------------172.3.2USB外围电路及其与单片机连接---------------------------------212.4扩展功能电路的设计----------------------------------------------222.4.1PS/2串行接口的扩展设计--------------------------------------232.4.2Flash存储器的扩展设计---------------------------------------232.4.3LPT并行接口的扩展设计---------------------------------------25V3系统软件设计---------------------------------------------------------273.1固件程序的设计与实现--------------------------------------------273.1.1描述符------------------------------------------------------273.1.2固件程序的结构----------------------------------------------293.2驱动程序的设计与实现--------------------------------------------323.2.1驱动程序概述------------------------------------------------323.2.2WDM设备驱动程序结构-----------------------------------------333.2.3驱动程序开发的工具软件--------------------------------------333.2.4用WinDriver开发驱动程序-----------------------------------343.3系统应用程序开发------------------------------------------------353.3.1应用程序的实现的功能----------------------------------------353.3.2利用WinDriver实现应用程序---------------------------------354系统调试-------------------------------------------------------------374.1系统硬件测试----------------------------------------------------374.2系统软件调试及系统测试------------------------------------------37结论--------------------------------------------------------------------39致谢语------------------------------------------------------------------40参考文献----------------------------------------------------------------41附录一:原理图----------------------------------------------------------42附录二:程序------------------------------------------------------------43附录三:英文原文--------------------------------------------------------53附录四:英文译文--------------------------------------------------------63袁小棠:应用电子技术教育专业毕业设计10引言0.1选题现状、研究意义以及发展趋势USB(UniversalSerialBus)即通用串行总线,是现在非常流行的一种快速、双向、廉价、可以进行热插拔的接口,在现在的每一台PC机上都可以找到一对USB接口。USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术,是一些PC大厂商,如Microsoft、Intel等为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信的标准,自1995年在Comdex上亮相以来至今已广泛地为各PC厂家所支持。现在生产的PC几乎都配备了USB接口,Microsoft的Windows98、NT以及Linux、FreeBSD等流行操作系统都增加了对USB的支持。在这之前,个人电脑的外部接口规格十分“繁华”,例如,键盘要接AT口或PS/2的接口,鼠标要接COM口或PS/2接口,Modem要接另一个COM口,打印机要接ParallelPort(并口),而摇杆则要跟MIDI装置共抢Game/MIDI口,每个外设都是这样单独地与电脑连接。如果各位绕到电脑背后看看,一定可以看到一堆惨不忍睹的“纠结”现象,这正是USB想解决的一个问题。除了线路紊乱与安装模糊混淆外,这些线路都是不可以随意插拔的,必须在开机前装好才能正常使用。如果在电脑工作期间插上或拔出,虽然有时电脑还是可以继续工作,但大多数时候电脑会停止响应,或是插入的装置无法工作,甚至死机,严重的还会烧坏主板接口。USB就是要解决上述这些问题,它是一种新规格的外接串联口,提出该规格的厂商希望用USB来取代现有种种的外接设备接口。它还具备连接单一化、软件自动“侦测”以及热插拔的功能,也就是说,在电脑不关机的情况下,就可以将设备连接到电脑上或是将设备从电脑上拔下来拿走。在操作系统的支持下,还可以不用干预自动安装驱动程序,可以说是做到了真正的
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